Este capítulo foi dividido em duas partes. Na primeira parte será apresentado um levantamento dos estudos anteriores sobre formulações de massa para revestimento cerâmico poroso e o segundo mostra estudos também de formulações de massa utilizando métodos estatísticos para tratar dados de ensaios cerâmicos.
3.1. Estudo de Massas Para Revestimento Poroso
A análise bibliográfica desta tese, revelou a existência de trabalhos referentes a pesquisa e caracterização tecnológica de matérias primas para revestimento poroso, bem como estudos sobre a influencia de resíduos.
Marino e Boschi(1998), estudou os efeitos da adição de carbonato de cálcio sobre a
expansão térmica de uma composição típica de revestimentos classificados pela norma ISO 13006-2/96 como BIII. Os resultados obtidos indicaram que o coeficiente de expansão térmica linear total e aumentado para baixas adições de calcita(até 5%) e diminui para teores mais elevados. A retração linear de sinterização diminui com a adição crescente ate o teor de 20%.
Marino et al.(2000), estudou os efeitos da adição da dolomita sobre a expansão térmica
de uma composição típica de revestimentos classificados pela norma ISSO 13006-2/93, com BIII. A introdução da dolomita nas massas de revestimento leva à formação de novas fases (anortita, guelenita, clinoenstatita, etc.) e, dessa forma, altera a expansão térmica do material resultante. Os resultados demonstram os efeitos das fases de cálcio e magnésio e da porosidade sobre a expansão térmica de revestimentos cerâmicos.
Novaes de Oliveira(2000) mostra de forma sintética e objetiva um quadro geral relativo a
classificação dos produtos poroso e as suas principais característica técnica e estéticas, subsequentimente enfatizando as matérias primas comumente empregadas, as tecnologias produtivas e os fatores fundamentais que influenciam no processamento e nas propriedades finais dos produtos de revestimento.
Zauberas e Riella (2001), estudaram placas cerâmicas porosas por monoqueima
em suas composições. Através da Análise dos resultados obtidos, nota-se uma maior susceptibilidade das massas apresentarem resistência mecânica inadequada com o aumento do teor do quartzo do que com o aumento do tamanho de suas partículas. Pode-se sugerir, então, um controle do teor deste mineral nas matérias-primas e mais importante que o controle de resíduo após a moagem realizada industrialmente.
Tamura et al. (2003), estudou cerâmicas vítreas de CaO-MgO-Al2O3SiO2 preparadas a
partir de misturas de resíduo gerado no refino de argila caulinitica (chamada Kira) e dolomita (CaMg(CO3)2). A Kira foi misturada com dolomita numa proporção em massa de 65/35 (amostra
1) e 75/25 (amostra 2). Os seguintes resultados foram obtidos:
a) Misturas de Kira e dolomita nas proporções de massa estudadas podem ser fundidas em temperaturas menores que 1350ºC;
b) A temperatura de transição vítrea das duas amostras fundidas são 693 e 720ºC, e Diopisita e Anortita cristaliza em temperatura ≥ 900ºC. As quantidades relativas das fases cristalinas são Diopisita > Anortita na amostra 1 e Anortita > Diopisita na amostra 2. A quantidade total de fase cristalina foi 80% na amostra 1 e 75% na amostra 2. As quantidades de fases cristalizadas nas cerâmicas estudadas foram maiores que a apresenta pelas cerâmicas do sistema CaO-Al2O3- -
SiO2, provavelmente devido ao efeito MgO na primeira;
c) As cerâmicas vítreas apresentaram cor branca. As cerâmicas apresentaram formato arredondado na sinterização, porem a deformação e menor do que no sistema CaO-Al2O3-SiO2;
d) O modulo de flexão das cerâmicas foram 130MPa para a amostra 1 e 73 MPa para a amostra 2. A resistência da amostra 1 foi maior do que a apresentada pelo sistema CaO-Al2O3- -
SiO2;
e) Os valores de dureza Vickers foram 7,4 e 7,6 GPa para as amostras 1 e 2 respectivamente, ligeiramente maior do que aquela apresentada pelo sistema CaO-Al2O3- -SiO2;
f) Os coeficientes de expansão térmica determinados entre 30 e 380ºC foram 6,7x10-6 e 4,7x10-6 ºC-1, respectivamente, e foram menores comparados com valores reportados para outras cerâmicas vítreas;
g) A durabilidade química das cerâmicas vítrea estudadas foi excelente, especialmente a ácidos.
Menezes et al. (2003), O trabalho teve como objetivo relacionar a EPU e absorção de
água de pisos cerâmicos comerciais, com sua composição química e a quantidade estimada de fase vítrea, calculada utilizando-se o diagrama de equilíbrio de fases do sistema SiO2.Al2O3.K2O
Estado da Arte 46 e a regra da alavanca. Os resultados obtidos mostram genericamente uma proporcionalidade inversa entre a EPU e a absorção de água, para a maioria das amostras, e a análise utilizando o diagrama de fases sugere uma relação decrescente entre a absorção de água e a quantidade estimada de fase vítrea, e uma relação crescente entre a EPU e a quantidade estimada de fase vítrea.
Okada et al.(2003): Examinou os efeitos da moagem e condições de sinterização na
formação de CaAl2Si2O8 em reações de estado sólido de caulinita com CaCO3, com o objetivo de
obter CaAl2Si2O8 em camadas. Os resultados mostraram que:
a) A moagem foi efetiva na redução do tamanho das partículas das misturas do pó e também ativou as partículas moídas, acelerando a desidroxilação da caulinita, decomposição do CaCO3 e a reação de estado sólido formando CaAl2Si2O8 amorfo na sinterização;
b) A moagem exerceu pouca influência sobre a temperatura de cristalização, todas as amostras apresentaram cristalização na sinterização acima de 850ºC;
c) A moagem influenciou os produtos cristalizados, a principal fase cristalina formada na amostra não moída sendo guelenita, com CaAl2Si2O8 em camadas sendo formado nas amostras
moídas;
d) O espectro do NMR das amostras moídas mostrou que a estrutura do CaAl2Si2O8 amorfo
é similar aquela do CaAl2Si2O8 em camadas.
Torres e Alarcon (2004), Estudaram o efeito da proporção de MgO/CaO sobre a
microestrutura e microdureza de esmalte cerâmico a base de cordierita. Para esse vidrado proposto, com composição de fase cordierita produzida a partir de um sistema quaternário de CaO-MgO-Al2O3-SiO2 e, com diferentes proporções de MgO/CaO, foram preparados por fusão.
Os resultados indicaram que na variação de temperatura entre 1160ºC e 1190ºC a única fase detectada foi α cordierita para todos os vidrados. A maior quantidade dessa fase, os cristais mais bem formados, e a dureza mais alta no vidrado cerâmico final foram obtidas para vidrados com proporção intermediaria de MgO/CaO.
Zauberas et al. (2004), este trabalho avaliou a utilização de técnicas de planejamento de
experimentos com misturas envolvendo variáveis de processo no estudo de formulações para a produção de revestimentos cerâmicos, buscando minimizar o caráter empírico encontrado industrialmente nesta etapa do processamento. Os resultados demonstraram que o potencial de utilização das técnicas de planejamento estatístico de experimento no estudo e desenvolvimento de formulações para revestimentos cerâmicos.
Sousa e Holanda (2005), estudaram as propriedades físico-mecânicas de uma massa para
revestimento cerâmico poroso base vermelha a partir de matérias-primas da região Norte Fluminense. Os corpos cerâmicos sinterizados exibiram baixos valores de retração linear, resultando em boa estabilidade dimensional. A microestrutura e caracterizada por alta porosidade. Além disso, foram atingidas as especificações para revestimento poroso(NBR 13818) em termos de tensão de ruptura à flexão e da absorção de água dos corpos cerâmicos sinterizados, indicando o potencial das matérias-primas cerâmicas do Norte Fluminense para este tipo de aplicação.
3.2. Uso de Métodos Estatísticos para Massas Cerâmicas
Bittencourt et al (2001) apresentou uma metodologia experimental para a formulação de
massas de revestimentos cerâmicos porosos em uma única sinterização(monoporosos). Utilizou como principais ferramentas para a formulação as técnicas de diagramas triaxiais e programação linear. O método exposto no trabalho auxilia para uma orientação clara no desenvolvimento de uma formulação de massa e permitiu a obtenção de uma composição adequada ao produto desejado com um preço competitivo no mercado.
Verela et al. (2005) apresentou uma metodologia para análise mineralógica racional de
argilominerais. Por meio de combinação da análise mineralógica qualitativa e da análise química quantitativa, onde os elementos são todos considerados existindo em forma de óxido, têm-se informações suficiente para determina a composição mineralógica das fases presentes na argila. O método apresentado pelo autor pode ser uma ferramenta rápida e confiável para a determinação quantitativa de fases.
Silveira et al. (2005) sugeriu uma metodologia para formulação de massas cerâmicas
usando a função perda de qualidade. A análise de experimento se mostrou eficaz no que se refere à formulação de massas cerâmicas permitindo uma melhor compreensão da influencia das matérias-primas e as equações de perdas de qualidade permite selecionar a melhor massa dentre as vária que fazem parte da matriz de planejamento.
Bó et al. (2007) utilizando resíduos da industria de revestimento cerâmico na fabricação
de refratários triaxiais, utilizou planejamento experimental por delineamento de mistura. O método ajudou a visualizar as regiões ótimas de trabalho, facilitando a definição da escolha das características desejáveis pela variação dos percentuais dos componentes originais.